• 2020年第42卷第1期文章目次
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      2020, 42(1):0-0.

      摘要 (368) PDF 324.50 K (488) 收藏

      摘要:

    • >结构抗震
    • 预应力约束下装配式剪力墙结构减震性能研究

      2020, 42(1):1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.001

      摘要 (556) PDF 3.51 M (720) 收藏

      摘要:为了应对中国在新时期提出的"经济,适用,绿色,美观"的建筑政策,装配式结构逐渐成为近年来关注的焦点。对比传统现浇结构,装配式结构更符合节能、节材、环保等要求。因此,进一步研究装配式结构的抗震性能是非常重要的。考虑现有装配式剪力墙结构节点连接部位存在湿作业、施工难度大,常常出现强构件弱节点,抗震性能有待进一步深入研究等情况。为此我们提出一种新的结构形式——预应力约束下装配式剪力墙结构,该结构通过预应力筋连接结构的墙、板,使结构形成一个整体,减少施工现场湿作业,施工质量得以提高。当地震发生时结构通过改变自身的刚度,使其自震周期增大,达到减小地震应力的目的,同时很多提高延性因素的条件也无需考虑,避免钢材的浪费。通过对现浇剪力墙结构模型和预应力约束下装配式剪力墙结构模型进行时程分析,计算结果表明:与现浇剪力墙结构相比,预应力约束下装配式剪力墙结构可减小90%的地震作用,减震效果显著。

    • 轨道交通荷载下桩板结构主动隔振效果研究

      2020, 42(1):7-14. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.007

      摘要 (469) PDF 6.08 M (2297) 收藏

      摘要:为了研究在轨道交通荷载作用下桩板结构主动隔振措施的隔振效果,通过无限元边界与有限元边界相结合的有限元分析方法在路基中建立桩板结构模型,并在沙土地基中设置混凝土桩板结构进行模型试验,通过模型试验对有限元数值模拟结果加以验证,将桩长、埋深及置换率3个因素考虑在内,研究其对隔振效果的影响。结果表明:模型试验验证有限元计算方法的可靠性;随桩长增加振幅降低比减小,隔振效果明显,随着振源距离增加其振幅降低比减小明显;埋深为桩板结构主动隔振措施中的主要影响因素,随着埋深增加振幅降低比明显减小,隔振效果越明显;有限元计算过程中置换率对隔振效果的影响不明显,但是在模型试验中置换率对隔振效果影响较显著。

    • 曲线桥梁墩高参数动力敏感性研究

      2020, 42(1):15-21. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.015

      摘要 (451) PDF 1.72 M (820) 收藏

      摘要:为研究曲线桥梁结构桥墩高度参数对地震响应的敏感性,借助有限元分析软件Midas Civil,通过分类处理建立边墩为变高墩和中墩为变高墩两类有限元分析模型。根据Newmark-β法对多自由度体系的曲线桥梁结构进行动力时程分析,结合曲线桥梁结构地震激励的输入基本方式,计算两类墩高布置形式下两跨曲线连续梁桥结构的基本周期、墩顶位移、主梁内力和桥墩墩底内力的变化规律,通过对计算结果分析探究桥墩高度参数和桥墩高度比参数对曲线桥梁结构地震响应的影响规律。研究结果表明:相同条件下,Ⅱ类曲线桥梁的整体刚度小于Ⅰ类曲线桥梁结构;各墩顶径向位移对桥墩高度比和墩高参数敏感性不同;中墩顶曲线主梁内力耦合机理复杂,难以用较少结构参数表征;变高墩墩底内力与曲线桥梁桥墩布置类型密切相关。研究结果可用于指导山区曲线桥梁结构的抗震分析和设计。

    • 楔形挡块对中小跨径梁桥横向抗震性能的影响

      2020, 42(1):22-31. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.022

      摘要 (447) PDF 3.45 M (812) 收藏

      摘要:在地震作用下中小跨径梁桥横向易出现落梁以及桥墩破坏。为了防止桥梁出现上述震害,提出以楔形挡块作为限位装置来提升桥梁的横向抗震性能。以一座3×20 m连续混凝土梁桥为例,通过OpenSees软件来建立有限元模型,在考虑板式橡胶支座的摩擦滑移效应、钢筋混凝土桥墩的非线性等力学效应的情况下,对其进行动力时程分析。引入主梁位移响应、桥墩顶部最大位移响应等作为指标,用柔性挡块、刚性挡块两种工况来与楔形挡块进行对比分析,并且分析楔形挡块不同角度对位移响应的影响。结果表明:楔形挡块角度设置合适时能够有效约束梁体位移响应,并且不显著提高桥墩顶部的位移响应。

    • 钢框架加劲肋壁板结构的受力失稳性能研究

      2020, 42(1):32-37. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.032

      摘要 (426) PDF 1.69 M (655) 收藏

      摘要:钢框架壁板由于在宏观上参与了整体建筑结构的受力,为钢框架构件承担部分外荷载,使得壁板结构在受力性能方面需要进一步改善。加劲肋壁板可以保证其与外框架的连接状况较好,改善整体构件的受力性能。为此,提出钢框架加劲肋壁板结构的受力失稳性能研究。采用动力学分析方法计算壁板结构位移值,依照位移值大小判断壁板结构是否处于稳定状态,获取壁板结构稳定性。利用实例测试分析钢框架加劲肋壁板结构的受力失稳性能,发现滞回曲线形状拥有梭形滞回曲线的特点,整个结构受力后具有塑性变形性能与抗震性能;骨架曲线反映出实验试件承载力支持第一阶段壁板结构弹性设计所需且提供第二阶段弹塑性抗震设计所需以及延性要求,本文检测模型能够判断钢结构建筑壁板结构失稳性。

    • 考虑温度影响的LRB隔震建筑地震响应分析

      2020, 42(1):38-43. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.038

      摘要 (451) PDF 10.77 M (1250) 收藏

      摘要:为研究温度对铅芯橡胶支座(LRB)性能的影响,进行支座拟静力试验。试验表明,在不同温度环境中试件的滞回曲线明显不同,支座的刚度和屈服剪力均随温度的升高而降低;低温时,支座的力学特性变化较大,而当温度大于20℃时,支座的力学特性趋于稳定。以某五层基础隔震建筑为例,编写基础隔震结构非线性时程分析程序NBIS,计算该隔震建筑在考虑温度影响后的地震响应。结果表明,在多遇地震作用下支座恢复力随温度的升高而降低,与罕遇地震下的变化趋势相反;考虑LRB温度影响后,该基础隔震结构的减震系数随环境温度的降低而增大,支座的最大位移随温度升高而增大。

    • 双向地震波作用下巨子型有控结构建筑的隔震设计

      2020, 42(1):44-51. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.044

      摘要 (442) PDF 4.03 M (698) 收藏

      摘要:为了增强巨子型有控结构建筑的动力特性,提升其稳定性,设计双向地震波作用下建筑有控结构。采用3种磁流变阻尼器(MRD)与滑移隔震混合控制结构构成单体建筑有控结构,其包括巨结构和子结构,并建立该有控结构的动力分析模型。在动力分析模型中输入水平和竖向地震,得到模型的竖向和水平滑动状态运动微分方程,依据这两个方程采用自适应模糊神经网络优化动力分析模型,构建优化模型。从优化模型出发,通过实例实验分析得出,优化设计双向地震波作用下建筑有控结构时,在其上部结构层间和隔离层各安装一个MRD,可确保优化设计后的有控结构在不同双向地震工况下的地震反应控制效果最佳,且有控结构在双向地震工况2下,结构第一层、中间三层以及顶层的加速度和位移的时程曲线走向一致,且差距微小;同时有控结构的巨结构顶层侧移响应随着子结构刚度增加而提高,动力特性没有明显的变化,子结构随着其自身刚度增加顶层侧移响应表现稳定,子结构动力特性增强。

    • 基于增量动力分析方法的高层建筑框架结构抗倒塌可靠性评估

      2020, 42(1):52-56. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.052

      摘要 (485) PDF 1.29 M (693) 收藏

      摘要:传统方法对高层建筑框架结构抗倒塌可靠性进行评估时,只是单纯的从整体角度进行分析,导致得到的结果不够精确,无法准确反映出高层建筑框架结构的抗倒塌能力。文章提出了基于增量动力分析的高层建筑框架结构抗倒塌可靠性评估方法,对高层建筑框架结构安全储备进行详细分析,获取建筑框架结构倒塌储备系数;在此基础上,采用增量动力分析法设定高层建筑框架结构抗倒塌能力系数,并根据该系数得到高层建筑框架结构抗倒塌可靠性评估流程。测试结果表明,所提方法得出的评估结果可信度较高,实现了高层建筑框架结构抗倒塌的准确评估。

    • 地震作用下纤维编织网增强钢筋混凝土柱的抗震性能分析

      2020, 42(1):57-62,72. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.057

      摘要 (431) PDF 3.49 M (528) 收藏

      摘要:为了解地震作用下纤维编织网增强钢筋混凝土柱的抗震性能,采用钢筋、混凝土、纤维编织网浇筑纤维编织网增强钢筋混凝土柱,编织网主材为碳、玻璃纤维束;利用电液伺服加载系统为试件加载地震作用,监测相关数据,部分试件置入氯化钠溶液进行多次干湿循环。不同环境下的实验结果显示:纤维编织网层数越多,纤维编织网增强钢筋混凝土柱承载能力越强,抗震性能越好;配箍间距较大时,纤维编织网增强钢筋混凝土柱的抗震性能仅在地震作用的后期呈现较差状态;干湿循环次数越多,纤维编织网增强钢筋混凝土柱承载力越弱,抗震性能越差。对于氯盐环境而言,可增加纤维编织网增强钢筋混凝土柱的抗腐蚀措施改善抗震性能。适当增加纤维编织网的数量、降低配箍间距有利于提升纤维编织网增强钢筋混凝土柱的抗震性能。

    • 民用高层建筑多层钢-混凝土结构抗震性能分析

      2020, 42(1):63-72. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.063

      摘要 (474) PDF 12.75 M (1058) 收藏

      摘要:针对民用高层建筑的多层钢-混凝土结构的抗震分析存在缩尺效应、环境限制等问题,本文基于纤维模型理论并采用PERFROM-3D软件建立有限元模型,给出大型混合结构的弹性动力时程分析和阻尼计算方程,并给出了一个17层的民用高层建筑算例。针对算例中的混合结构体,采用El-Centro地震动,输入不同的地震动模拟实际情况,探索不同地震工况对此类结构的影响,并给出该结构的抗震性能分析以及应对方法,具有较强的实践意义。

    • 基于OpenSees的屈曲约束支撑混凝土框架抗震性能分析

      2020, 42(1):73-79. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.073

      摘要 (587) PDF 11.41 M (986) 收藏

      摘要:通过有限元软件OpenSees对采用了T型钢锚固型节点的一个两层三跨屈曲约束支撑混凝土框架进行了模拟,并与试验结果对比,来验证模拟结果的准确性。在此基础上,对试验框架的原屈曲约束支撑结构体系进行抗震性能分析。结果表明:有限元分析结果与试验结果吻合良好,OpenSees可以准确的模拟屈曲约束支撑混凝土框架的受力性能;屈曲约束支撑混凝土框架具有良好的耗能性与水平承载力;屈曲约束支撑框架体系具有较好的抗震性能;屈曲约束支撑能够增加结构体系的侧向刚度,有效控制结构变形。

    • 加装SLVD的预制装配式混凝土消能减震框架抗震性能分析

      2020, 42(1):80-89. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.080

      摘要 (486) PDF 25.71 M (1077) 收藏

      摘要:为研究扇形铅黏弹阻尼器(SLVD)对预制装配式混凝土(PC)框架抗震性能的提升效果和其设计参数对PC框架抗震性能的影响规律,建立Abaqus精细化有限元模型,与试验结果对比验证模型正确性。对比加装SLVD的PC消能框架与RC框架抗震性能的差异,分析不同铅芯直径、橡胶硬度和扇形半径三个关键设计参数对PC消能框架抗震性能的影响。研究结果表明:SLVD在PC消能框架中起"耗能腋撑"作用;铅芯直径对整体结构抗震性能影响较大,随铅芯直径增大,结构刚度、承载能力和耗能能力均有所提高;橡胶硬度对整体结构抗震性能影响较小;铅芯屈服区域随扇形半径增大而减小,但可提高整体结构的承载能力。

    • >地震科学研究
    • 酒西盆地白杨河断裂古地震特征研究

      2020, 42(1):90-97. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.090

      摘要 (452) PDF 28.73 M (1125) 收藏

      摘要:白杨河断裂是酒西盆地内部一条重要的活动断裂,断裂长约25 km,整体走向近EW,倾向N,倾角约25°。以往的研究认为白杨河断裂为一条全新世活动的隐伏断裂,其持续的活动造成了上覆阶地变形,形成白杨河背斜。通过卫星影像解译和野外实地考察,在断裂西段和中段发现连续发育的低断层陡坎,表明断裂活动已至地表。古地震探槽揭露白杨河断裂全新世以来至少发生过2次地震事件,年代分别为距今(8.7±0.6)ka和(3.9±0.5)ka,每次地震事件的垂直断距都在约0.6 m,利用经验公式,估算震级约为6.8级。

    • 近场水位、水温同震响应特征及对地震的预测

      2020, 42(1):98-106. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.098

      摘要 (523) PDF 1.89 M (806) 收藏

      摘要:为了掌握MS7以下强震近场流体的同震变化特征,以岷县漳县MS6.6地震为例,分析震中300 km范围内数字化水位和水温的同震变化特征及与未来4级以上地震发震区域的关系,结果显示:MS7以下强震引起的水位、水温同震相对变化幅度不大,且持续时间短,形态以突跳型变化为主;同震变化的相对幅度在空间上没有显著的差异;同震变化的初始方向在空间上具有四象限分布特征,且与震源机制解的四个区域配套;同震变化初始方向向上台站集中的区域与未来4级以上地震的发生区域有关。由于震级偏低的地震相对于MS7以上地震其发生频率高,且近场研究范围较小,因此其在未来地震的预测上具有更加重要的意义。

    • 地电暴事件判别方法及特征分析

      2020, 42(1):107-115. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.107

      摘要 (673) PDF 9.04 M (891) 收藏

      摘要:本文基于我国2015—2018年间地电暴事件,通过对筛选的数据曲线变化特征归纳分析,总结出以下快速准确判断地电暴事件的依据:(1)地电暴发生时,会压制地电场六道观测数据正常日变形态,且变幅是正常日变幅值2倍以上或更大;(2)地电暴事件具有广域同步性,可通过多台观测数据对比判断;(3)地电暴和地磁暴具有同源性,可通过地磁观测来判断;(4)经过上述初判后,还应排除观测系统、自然环境、人为干扰、场地环境事件影响,才能确认为单一地电暴事件。通过对地电暴波形特征的分析,发现一般情况下地电暴变幅与地磁磁情指数—K指数呈正比关系,但是同一台站地电暴变幅在同一K指数下差异较大。不同台站对同一地电暴事件幅度响应不同,仅从变幅来看纬度效应不明显,有局部区域性特点,可能与台站台址条件、地电场布极方式方位等因素均有关。

    • 地震波动强度非平稳特征提取数学建模分析

      2020, 42(1):116-122. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.116

      摘要 (406) PDF 5.51 M (784) 收藏

      摘要:地震对人类生活安全有很大的威胁,对建筑结构有明显的影响,研究地震波动强度非平稳特征可为地震的预防提供参考。研究地震波动强度非平稳特征提取模型,分别设定确定性参数和随机参数的取值。对地震波动强度非平稳特性进行傅里叶分析,根据分析结果选取数学模型,并对模型参数进行设定;将记录的地震波动强度所对应的数振幅谱进行分解,拆分成一组不同尺度的分量,并对其重组创建连续分量,提取地震波振幅谱;利用地震波的振幅谱和相位谱之间的关系对地震波动强度非平稳特征进行提取。经过仿真实验证明,本方法提取地震波动强度非平稳特征的准确度更高,对分析高分辨率地震资料具有重要意义。

    • 基于空间相关的地震前兆数据库的信息提取与数据更新方法

      2020, 42(1):123-128. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.123

      摘要 (456) PDF 1.72 M (578) 收藏

      摘要:针对当前提取地震前兆数据易受到噪声干扰,且数据库中数据更新速度较慢的问题,提出基于空间相关的地震前兆数据库信息提取与数据更新方法。利用快速Myriad滤波器,引入滑动窗,选择窗口数据参与到计算中,将计算结果当作目前窗口滤波输出值,实现数据滤波,由此实现信息提取的去噪处理。依据初步滤波结果,将当前数据作为中心,并确定空间窗,在横向上进行相关数据统计。针对空间窗中各数据选取滑动时窗,并对其中的数据进行S变换,利用指数拟合的数据传输能力参数,获取缺失数据的填充修复参数。引入曲面加权函数对填充修复参数进行平滑,根据平滑之后的填充修复参数对S变换数据进行更新,实现空间相关下地震前兆数据库的数据更新。实验结果表明,所提方法的数据信噪比较高,数据更新时间较短。

    • 不同类型洞体应变仪的观测差异性分析

      2020, 42(1):129-135. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.129

      摘要 (430) PDF 8.86 M (3436) 收藏

      摘要:运用SPSS中聚类及PCA方法对湖北省7个台站三类基线(石英管、铟钢棒、铟钢管)洞体应变观测记录进行相关统计分析,归纳总结其潮汐参数变化特征差异,并针对观测中自然环境因素影响进行定量分析。结果显示:(1)三类基线中,铟钢棒类M2波潮汐因子、中误差及M1波相对噪声水平较低,铟钢棒管年均漂移量最小;(2)自然环境因素(气压、降水、雷雨、温度)对湖北地区洞体应变观测影响较为显著,等量气压影响下应变量最小的为铟钢管型,等量温度影响下应变量最小的为铟钢棒型。

    • 武汉台形变观测与降雨参数之间的定量分析与研究

      2020, 42(1):136-142. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.136

      摘要 (517) PDF 16.56 M (1121) 收藏

      摘要:基于"前兆台网(站)观测数据跟踪分析平台",对武汉台形变观测资料进行了系统分析,提取出观测曲线受降雨干扰影响的事件,采用降雨总量、初始驱动降雨量和瞬时降雨量最大值等降雨参数对降雨干扰事件进行统计分析。结果表明:降雨总量达40 mm、初始驱动降雨量为0.3 mm或瞬时降雨量最大值达0.6 mm时,DSQ型水管倾斜仪易受降雨干扰;SSY型铟瓦棒伸缩仪当降雨总量超60 mm或瞬时降雨量最大值大于0.5 mm时易受降雨干扰;VS型垂直摆倾斜仪受降雨干扰与降雨总量、初始驱动降雨量和瞬时降雨量最大值无显著相关关系;降雨总量对形变仪器观测物理量的影响基本呈现线性;而形变仪器观测物理量与初始驱动降雨量、瞬时降雨量最大值无显著相关关系。认为武汉台形变观测受降雨影响主要来自降雨渗透影响和周边水体荷载变化影响两个方面。

    • 南京地电阻率长趋势变化与区域应力调整的关系研究

      2020, 42(1):143-149,214. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.143

      摘要 (504) PDF 10.37 M (1058) 收藏

      摘要:江苏南京台北南测道2013—2016年年初出现了与邻近的南京江宁台同步的地电阻率长趋势上升变化,2016年的年中出现了与江宁台和稍远距离的江苏高邮、新沂台同步的趋势下降变化。本文用年变形态、消除年变等数据处理方法并联系该区降雨量分析了南京台等地电阻率长程观测数据,基于视电阻率变化与地下介质内部骨架电阻率ρ°、裂隙水电阻率ρf、裂隙率ν之间的本构关系讨论了地电阻率趋势变化的原因,得到:该台南北向测道地电阻率趋势上升变化起因于台站及周边区域性地下介质的应力调整过程,动力来源可能是本区域地壳局部构造运动。

    • 2016年新疆呼图壁6.2级地震前b值异常特征研究

      2020, 42(1):150-156. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.150

      摘要 (494) PDF 9.19 M (987) 收藏

      摘要:利用2009年以来中国地震台网中心地震编目资料,以2016年新疆呼图壁6.2级地震作为研究对象,采用最大似然法进行b值空间扫描计算,获取震前震中及其邻区地震b值的空间图像。研究结果显示,2016年呼图壁6.2级地震发生在震前显著低b值区域,该异常特征可能反映了地震孕育的应力积累过程,印证了b值的物理意义。

    • 滇西南打洛断裂晚第四纪活动特征

      2020, 42(1):157-167. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.157

      摘要 (501) PDF 53.29 M (1161) 收藏

      摘要:滇西南打洛断裂位于青藏高原向SE方向物质挤出的最前端,其构造活动记录了青藏高原东南缘最新构造活动信息。通过卫星影像分析、现场追踪调查、探槽开挖、年代样品测试、断错微地貌高精度测绘等工作,对打洛断裂晚第四纪活动特征进行深入研究。结果表明,打洛断裂是一条全新世活动的左旋走滑断裂,晚第四纪水平滑动速率上限值为(2.5±0.1)mm/a,下限值为(0.8±0.1)mm/a,平均约(1.7±0.9)mm/a。假定断裂滑动速率基本保持恒定,根据沿断裂地质体最大位错约(11.2±0.5)km,估算其走滑活动构造转换时代应为(4.4~14.9)Ma B.P.。断裂最近一次构造活动时间为(360±30)a~(850±30)a B.P.。

    • >岩土抗震
    • 饱和黏土振动弱化性态的边界面模型分析

      2020, 42(1):168-174. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.168

      摘要 (581) PDF 2.82 M (607) 收藏

      摘要:基于增量弹塑性边界面理论,构建一种可以描述振动应力作用下饱和黏土弱化的边界面应力应变关系。该关系利用具有严谨理论基础的旋转硬化法则描述振动应力作用过程中边界面大小与位置的变化,并将塑性累积偏应变长度作为反映振动应力历史对饱和黏土应力应变响应影响的状态参数,通过建立包含状态参数的塑性模量插值关系描述饱和黏土振动弱化应力应变响应,进一步按照正交流动法则形成增量应力应变关系。该关系包含9个参数,其中5个是剑桥模型参数,其余4个参数有相对明确的物理意义。利用所构建的边界面应力应变关系,对两种黏土的等压固结不排水静三轴试验和动三轴试验进行预测,并与试验结果进行比较,结果表明这一关系能够较好描述振动应力作用下饱和黏土刚度与强度弱化特性。

    • 综合管廊横向振动台试验设计

      2020, 42(1):175-181. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.175

      摘要 (444) PDF 1.92 M (693) 收藏

      摘要:在基于文献调研及综合考虑试验目的、试验条件、试验经费的基础上对于综合管廊横向振动台试验进行详细设计。首先,对于试验中所需的振动台、模型箱、测试元件等试验设备进行设计与选择。其次,对于试验中两大主要方面:模型相似比和模型配筋进行研究。在相似比设计中依据Bockingham π定理以加速度、密度、弹性模量、长度这4个参数为基本量,考虑采用忽略重力模型,从而推导出其余相似比。模型配筋设计中由于无论单层综合管廊还是双层综合管廊原型结构配筋均较为简单同时考虑受力的合理性,本次配筋采用等面积配筋率原则。再次,基于地下结构地震反应特点选用El-Centro波、Kobe波、Taft波,试验加载采用分段逐次加载,并给出详细的加载制度。最后,基于前期二维模型的数值模拟,给出单层及双层综合管廊的测试元件布置图。

    • 强震作用下铁路隧道横通道交叉结构抗震措施研究

      2020, 42(1):182-193. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.182

      摘要 (575) PDF 25.49 M (38975) 收藏

      摘要:依托四川茂县跃龙门铁路隧道工程,以主线单线隧道与横通道正交结构为研究对象,通过ABAQUS建立有限元分析模型。选取El-Centro地震波数据,通过应用扩展有限元理论,对横通道与主隧道交叉结构在最不利地震条件下的裂损进行研究,并提出减震层结合柔性接头的抗震措施。研究分析得到:减震层结合柔性接头的设置减小并抑制了交叉结构隧道在强震作用下的开裂范围。柔性接头的设置阻止了纵向裂缝的扩展,在交叉口处中部设置环向柔性接头能完全阻止交叉部位拱顶的裂缝生成;在初期支护和二次衬砌之间设置减震层,给予衬砌更大变形空间,使二次衬砌不易受初期支护变形受力影响而开裂。

    • 跨黏滑断层隧道纤维混凝土衬砌抗错断技术研究

      2020, 42(1):194-198. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.194

      摘要 (487) PDF 1.09 M (551) 收藏

      摘要:为提高跨黏滑断层隧道的结构安全性和稳定性,以都汶高速友谊隧道F1黏滑断层段为研究背景,通过采用纤维混凝土衬砌对跨黏滑断层隧道抗错断技术进行研究。结果表明:同体积纤维掺量条件下,混杂纤维混凝土(SBFRC)立方体抗压强度比纤维混凝土(SFRC)略低,SBFRC抗折强度比SFRC略高;断层黏滑错动对隧道上盘的影响大于下盘;纤维混凝土衬砌对下盘隧道结构的抗错效果优于上盘隧道,SFRC二衬平均抗错效果为12.22%,SBFRC二衬平均抗错效果为15.81%。研究成果可为黏滑断层隧道的结构设计及施工提供参考。

    • 应变控制下深层黏土动弹性模量与阻尼比试验研究

      2020, 42(1):199-204. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.199

      摘要 (481) PDF 4.41 M (1012) 收藏

      摘要:为研究天津滨海新区深层黏土动力特性,借助GDS动三轴仪器对应变控制条件下天津滨海新区深层黏土的动弹性模量及阻尼比的变化规律进行研究。每组试验中将相应深度土体上覆土层压力作为试验围压,其间只改变控制应变进行循环三轴试验。试验结果表明,土体动弹性模量、阻尼比受围压影响有一个限值,超过这个限值(约3倍参考围压),围压对土体动弹性模量、阻尼比影响很小,但土体动应变对其影响较大。

    • 砾石掺量及侧限压力对黏土类土石混合体动力特性的影响分析

      2020, 42(1):205-214. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.205

      摘要 (459) PDF 12.95 M (1228) 收藏

      摘要:黏土类土石混合体常作为路基填料在工程中广泛应用,然而其在交通荷载作用下的动力特性方面研究较少。为此,本文以0.05 LcLc为圆柱试样直径)为土体、块石分类阈值,根据土石混合体中砾石掺量、侧限压力的不同,采用自振柱仪对其在小应变(10-6~10-4)下的动剪切模量和阻尼比进行研究。结果表明:土石混合体最大动剪切模量随砾石掺量的增加而不断增大,且在20%~40%掺量区间内增幅最大,随侧限压力的增加而增大,且增幅逐渐变小;在应变幅值相同的条件下,动剪切模量衰变程度随砾石掺量的增加而不断减少,且在20%~40%掺量区间内减幅最大,随侧限压力的增加而减小,且减幅逐渐变小;最小、最大阻尼比随砾石掺量和侧限压力的增加而减少。结合试验结果分别从颗粒"骨架"结构性、动态结构稳定性、材料密实度、能量耗散等方面阐述块石掺量和侧限压力对土石混合体动剪切模量和阻尼比的影响机理。最后采用优化Hardin-Drnevich模型建立砾石掺量、侧限压力与土石混合体动力特性参数(最大动剪切模量、参考剪应变、最大阻尼比、最小阻尼比)之间的估算公式,以期为土石混合路基的动力设计和施工提供指导。

    • 地震作用下深埋隧道围岩形变的数值模拟研究

      2020, 42(1):215-220. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.215

      摘要 (516) PDF 3.56 M (800) 收藏

      摘要:隧道围岩受地震荷载作用影响产生开裂变形,给交通、安全与经济带来极大影响,为提升隧道安全稳定性能,以某市隧道为对象,研究地震作用下深埋隧道围岩形变的数值模拟。综合考虑地震动作用与地震波扩散特性,利用FLAC软件构建三维动力模型;通过边界设置解决地震波反射问题,基于物理力学参数与地震荷载条件,通过相对变形法研究地震条件下深埋隧道围岩变形特性、能量聚集特性与安全性能。研究结果显示:深埋隧道围岩受地震荷载作用影响,形成挤让、椭圆化的变形走向;变形达到最高值时,应变能量密度高于2 350 J/m3的区域集中在隧道Ⅰ洞左侧围岩边墙和中夹岩柱上;各监测点安全系数呈非对称性,隧道右侧下角区域安全系数低于国家相关标准,计算结果与实际测量结果一致。

    • 水深对水下地基场地地震动影响的时域分析

      2020, 42(1):221-229. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.221

      摘要 (420) PDF 8.62 M (752) 收藏

      摘要:利用地震波斜入射下水下地基场地地震动分析的一维化时域算法,推导了平面P波入射下,水下地基场地的位移、加速度和应力表达式,重点分析了水深变化对位移峰值、加速度峰值、剪应力峰值和孔隙水压力峰值沿土层深度的分布规律。数值结果表明:同一土层深度处,当水深不超过1倍的土厚时,竖向位移峰值随水深的增大而增大;当水深超过1倍的土厚时,竖向位移峰值随水深的增大而减小。水平位移峰值与水深的关系基本上与竖向位移峰值相反。同一水深下,竖向位移峰值沿土深不断减小,水平位移峰值呈先减小后增加的趋势。同一水深下,竖向加速度峰值沿土深是一个不断减小的过程,水平位移峰值是一个反复增大和减小的过程。在0.75倍的土厚到基岩的范围外,水深对剪应力峰值的影响均较小。孔隙水压力峰值沿土深的分布大致是先减小再增加最后减小。

    • >震灾防御及其他
    • 强震后高层建筑结构变形监测精度提高的研究

      2020, 42(1):230-235. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.230

      摘要 (412) PDF 1.86 M (523) 收藏

      摘要:为解决强震作用后倾斜高层建筑结构监测存在的精度低、用时长等问题,提出高精度强震作用后倾斜高层建筑结构形变监测方法。通过确定回归平面强震后倾斜高层建筑结构的法线倾斜值、倾斜角与倾斜方向,来确定强震作用后倾斜高层建筑结构形变情况,完成强震作用后倾斜高层建筑结构的形变监测。使用BXJC 1.0软件进行建筑高层建筑形变模拟实验,在建筑高层附近设定四个基准点,基于建筑高层的底部每个立柱中近似等高方位设定16个形变监测结构点,实验发现:所提方法监测误差小精度高,监测误差最大值为0.05%,且监测用时较短,证明此方法进行监测的可行性。

    • 基于微粒群算法对城乡应急避难场所规划的研究

      2020, 42(1):236-241. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.236

      摘要 (497) PDF 3.92 M (631) 收藏

      摘要:地震是具有毁坏性的自然灾害,对于震后严重受损的地区,设计合理的应急避难场所是非常必要的,为此提出基于微粒群算法对城乡应急避难场所规划的研究。将退火算法的微粒群理论与城乡地区应急避难场所规划相结合,在约束条件较多的情况下,将应急避难场所视为一个粒子,对应急避难场所规划创建目标函数,从而实现对城乡住区应急避难场所的规模规划设计;其次设计应急场所的内容与位置模型,集合城乡需求点布局的影响因素,修建不同的应急场所设施点,并以覆盖全部需求点为目标,实现应急避难场所的整体规划。通过仿真实验证明,所提微粒群算法具有较好的规划效率,可保证规划后的城乡住区在受到地震侵害后,受灾人群有即时的可避难场所,为人们的震后生活提供帮助。

    • 山地与平原地形对地震动影响的对比分析

      2020, 42(1):242-249. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.242

      摘要 (826) PDF 11.56 M (1041) 收藏

      摘要:山地和平原地形在破坏性地震中对震害和地震动有很大影响,不同地形对地震动有不同的地形效应。为研究山地和平原地形对地震动的影响规律,基于集集地震后续ML6.6余震的强震观测记录,对位于不同地形且与震中位于同一直线上的四个强震台记录处理计算,从波形特征、频谱分析、加速度反应谱计算、与规范谱比较等方面进行对比分析,完成长周期地震动反应谱分布的计算。研究表明,山地地形对地震动的高频成分有地形放大效应,沉积平原对地震动的低频长周期部分有放大作用,并且长周期反应谱的峰值区域始终位于沉积平原中部。平原上强震记录产生的长周期放大系数谱已超出规范谱,沉积平原上长周期建筑的抗震设防应引起重视。

    • 基于分形的巴谢河流域滑坡空间分布格局及其影响因素分析

      2020, 42(1):250-258. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.250

      摘要 (735) PDF 7.34 M (2094) 收藏

      摘要:定量研究区域滑坡空间分布规律,揭示不同类型滑坡的分布格局,对预测和评价滑坡危险性有重要指导意义。基于ArcGIS空间分析功能及分形理论的关联维数和盒计维数,分析了巴谢河流域黄土滑坡及黄土-泥岩滑坡的空间分布格局及其影响因素。结果表明:区域滑坡个体关联具有多尺度分形,黄土滑坡与黄土-泥岩滑坡分别在8 km、12 km尺度上存在阈值,滑坡个体在该阈值尺度前后呈现不同的相关程度,且黄土滑坡个体空间的关联程度和聚集程度均高于黄土-泥岩滑坡;黄土-泥岩滑坡分布范围广、形态复杂,其面积展布盒计维数大于黄土滑坡;地层岩性及坡度对两类滑坡分布格局的影响较大,沟壑密度次之,起伏度影响较小。

    • 基于改进引力模型的城市应急避难场所空间布局合理性评价

      2020, 42(1):259-269. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.259

      摘要 (623) PDF 24.24 M (827) 收藏

      摘要:应急避难场所是人员疏散、救助和安置的重要载体,其空间布局合理与否直接影响到城市抵御灾害的能力。可达性和拥挤度作为居民点与应急避难场所相互作用的关键指标,建立其合理的评价方法,对城市应急避难场所均衡布局具有重要参考价值。该文引入人口规模影响因子、应急避难场所服务能力和极限距离三个参数改进引力模型,以兰州市城关区部分区域为例,在不同出行极限距离条件下,分析应急避难场所对居民点的吸引力,从应急避难场所的可达性和拥挤度两个方面评价城市应急避难场所空间分布合理性。研究结果表明:研究区应急避难场所空间分布不均衡,不能完全满足当前疏散人口的需求;出行极限距离较短时(500 m和1 000 m),大部分区域可达性低,西南部、东北部的应急避难场所拥挤度差异显著;出行极限距离为2 000 m时,可达性表现为由东北向西南衰减的趋势,拥挤度反之,各应急避难场所拥挤度均低于0.4人/m2。改进的引力模型综合考虑距离的衰减、应急避难场所服务能力和居民点人口,能有效地测定应急避难场所可达性和拥挤度,可以更全面可靠地评价应急避难场所空间布局合理性。

    • 基于互联网的震后虚假信息入侵实时检测系统设计

      2020, 42(1):270-275. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.270

      摘要 (438) PDF 3.28 M (529) 收藏

      摘要:虚假震后信息入侵严重干扰抗震救灾与灾后重建进程,为防止虚假震后信息在互联网中大肆传播,需对震后虚假信息进行精准识别,设计基于互联网的震后虚假信息入侵实时检测系统。互联网以Web服务器为载体传播信息,数据包捕获模块采用WinPcap技术,并从中获取有效数据包,在协议解析模块中完成数据包TCP/IP协议、CMP协议、UDP协议解码工作,解码后的数据输入到基于SVM的震后虚假信息检测模型中。SVM模型寻求最优超平面将震后信息分为虚假与真实两个类别,根据该结果完成震后虚假信息入侵实时检测。由实验结果可知该系统检测震后虚假信息入侵误报率低于3%,相比同类型系统具有接收数据能力强、效率高的优势,对精准检测震后虚假信息具有重要意义。

    • 模拟强震后高压输电接续管漏磁的检测方法研究

      2020, 42(1):276-282. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.276

      摘要 (459) PDF 5.20 M (735) 收藏

      摘要:为维持强震影响下电力系统安全运行,改善高压输电效率及输电质量,提出强震影响下高压输电接续管漏磁检测方法。采用磁敏传感器获取漏磁通内的漏磁信号,通过计算提取接续管内漏磁信号特征量,依据这些特征实现高压输电接续管漏磁检测。构建高压输电接续管三维有限元几何模型,通过对模型的单元类型确定、材料选择、边界条件与荷载设置、传感器部署位置等,完成高压输电接续管仿真分析。实验结果表明:在Ⅸ度罕遇北京波影响下,接续管内漏磁信号特征量可评判缺陷深度,实现接线管漏磁检测。通过对DL/T1192-2012标准输电线接续管上表面和下表面两端的漏磁信号峰值检测等,证明了本文方法对强震影响下高压输电接续管漏磁进行检测的有效性。

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